大理隆瑞电力工程有限公司
摘要：本文主要通过分析建筑行业照明系统出现的问题，提出了相应的解决措施，并指出了光伏配电在建筑节能中的应用，最终得到了光伏配电将会在建筑行业得到广泛应用的结论。
关键词：光伏配电；建筑行业；照明系统；节能应用
随着建筑行业的兴起，建筑设施的不断增多，造成建筑公共照明的用电量不断加大，对供电造成了极大的负担。另外对建筑行业的照明系统的要求越来越严格，导致地产开发商只注重销售数量，而忽略对物业的管理，另一方面用户追求美观和经济实用性，这就导致住户和地产开发商很难形成统一战线，这就容易造成在许多高档建筑中的照明系统存在一些安全隐患。
1光伏在建筑中的应用
在建筑节能中应用光伏发电技术可以起到良好的效果，具体表现在以下几个方面：
（1）建筑光伏构件可取代部分建筑构件，光伏发电可以将建筑作为其载体，进行安装施工，可以有效的节约安装空间和土地资源，也可实现成本上的优化。
（2）可以有效节约线路的施工，光伏发电可以在原地实现，一方面可以较少电力的运行成本，另一方面也可以提高输电的效率，减少损失。
（3）可以通过光伏设备的发电量使用，实现与建筑用电时段的对应，有效实现建筑用电的合理规划，在负荷较高的时段，能缓解公共电网压力。
2光伏对建筑节能的作用
2.1替代原有建筑构件
建材型光伏构件通过太阳电池与金属基材、玻璃基材、有机基材等不同类型基材的集成，能具备与建筑构件相应的功能，可替代原有建筑构件安装在建筑相应部位。
2.1.1光伏瓦
光伏瓦是把太阳能板和屋顶瓦片整合在一起，众多太阳能瓦片即可构成太阳能屋顶。应用于建筑屋面时，既具有与普通电池板一样的发电功能，又保持了建筑风格的和谐，避免了使用普通太阳能组件对建筑整体风格的破坏。对于新建坡屋面，可以直接设计使用光电瓦。对于既有的坡屋面建筑，可把原来的旧瓦直接更换成光伏瓦。对于既有的平屋面建筑，可进行平改坡改造，铺装光伏瓦。铺装方法和节点处理与普通屋面瓦相同。
2.1.2铝蜂窝板光伏构件
铝蜂窝板光伏构件，由太阳电池与常用的建筑装饰材料铝蜂窝板集成。与普通光伏组件相比，铝蜂窝板光伏构件可大幅度提升构件的保温、温升和降噪性能，可直接替代建筑构件用于建筑幕墙、外墙、屋面等部位。
2.1.3真空玻璃光伏构件
真空玻璃光伏构件是以真空玻璃作为基板制造的新型平板光伏构件。其传热系数低于1W/㎡?K，保温性能达到10级，与中空玻璃光伏构件相比，能有效降低建筑50%以上的能耗。真空玻璃光伏构件能解决中空玻璃光伏构件对室内热环境的影响以及安全性能低、背面温升大、发电效率降低等一系列问题，为有较高保温隔热要求的建筑采光提供了可选择的光伏构件，实现了更高的建筑性能和发电性能。它可用于建筑幕墙、采光顶等部位的安装。
2.1.4FRP板光伏构件
FRP板光伏构件是以FRP板作为基板制造的平板光伏构件。有机基材自重轻、结构安全性能强，且方便运输与安装。FRP采光板具有一定的保温隔热性能，具有较好的采光性能，不存在膨胀开裂等问题。与中空玻璃相比能降低成本、降低构件表面温度，可用于建筑幕墙、采光顶、建筑室外透光设施等部位。目前，已开发出的FRP板光伏构件的传热系数K值（实验室数据）单层板为2.7W/㎡?K，多层板为1.0W/㎡?K。
2.2提升或扩展建筑使用功能
利用光伏构件的部分物理性能，通过建筑设计的手段提升、改善原有建筑的使用功能，或将现有建筑功能进行拓展，使其具有新的使用功能，以创造更多效益。
2.3提高建筑使用舒适度
通过光伏构件提高室内采光舒适性。将光伏构件和镀膜玻璃相间布置，利用光伏构件的低透光率阻止过多的阳光直射入室内。同时，利用光伏构件间的镀膜玻璃进行采光和通风，改善室内的采光舒适性。镀膜玻璃的设计高度满足人站姿或坐姿时的视野范围。
2.4提高建筑节能效果
光伏构件在建筑上有多种安装形式，不同光伏构件的安装形式会衍生出额外的附加功能。
2.4.1光伏屋面节能
建筑屋顶是光伏板的最佳布局部位，可以实现日照条件好、不易受到遮挡、能最大限度接收太阳辐射，并且光伏组件可以紧贴建筑屋顶结构安装，减少风力的不利影响。住房和城乡建设部办公楼，将光伏构件平铺在屋顶并与屋面有150～200mm的距离，光伏构件阻挡阳光直射屋面，降低屋面温度。构件背板发热后加热空腔空气，加速空气流动，从而带走空腔内热量，降低构件和屋面温度，减少构件的发电效率损失。
2.4.2光伏墙面节能
将光伏系统布置在建筑物外墙上，不仅可以利用太阳能光伏组件将太阳能转化为电力，还能有效地降低了建筑墙体的温度。
3建筑行业照明系统的现状分析
3.1许多建筑缺乏节能措施
国家在2004年颁布的《建筑照明设计标准》，和之前的相关政策相比，做出了较大的变动。明确指出了对建筑的照明系统亮度的要求，但是提高公共照明系统的亮度就意味着要消耗更多的电量。除此之外，建筑面积也在不断地扩大，对用电的需求也在不断地增长，导致建筑照明系统的耗电量增加，对供电造成了一定的负担，目前针对耗电量增长过快的问题，主要是采用提高用户超额使用的电量费和降低建筑行业照明系统的质量这两种方法，但是并不能从本质上解决用电量大等问题，不仅降低了照明系统的亮度，同时也会影响到建筑的使用。随着建筑楼层的不断增加，设施在不断的增多，人均使用面积扩大，照明系统亮度要求的提高以及地产开发商重视销售卖点都对建筑照明系统提出了更高的要求，但同时也存在公共照明系统造价、照明系统的运行的费用也在不断地增长的问题，就导致开发商出现降低管理成本、简化照明系统设计的现象出现，同时还存在建筑施工过程中偷工减料的现象。这都为建筑公共照明系统造成了安全隐患。对于建筑照明系统的耗电问题，最主要的原因还是建筑行业缺乏节能措施。首先若是管理不当，容易造成照明系统变成长明灯。长明灯不仅耗电量大，而且容易产生安全事故，对用户的生命财产安全造成威胁，同时也增加了维修费用。因此，建筑行业缺乏节能措施，容易造成照明系统质量低下、存在安全隐患、增加维修费用，从而加大了管理成本。
3.2新技术得不到广泛推广
在建筑节能中应用光伏配电能够很好地改善建筑照明系统用电量大的问题。光伏配电是一项新兴技术，但是目前光伏配电没有得到广泛的推广。主要是因为光伏配电光伏电力能源价格比较贵，成本高，另外建筑用电与屋顶资源发电的差距较大，容易造成环境污染。因此在建筑节能中光伏配电得不到广泛的应用。
4根据存在的问题而提出的相应解决措施
4.1在建筑公共照明中采取相应的节能措施
（1）需要重视的是长明灯的问题。到目前为止，几乎所有的管理控制技术，都无法实现对建筑照明所使用的灯具系统进行管理。在20世纪出现的各种控制开关曾经被认为是建筑行业照明系统的重要节能措施，但是这种观点并不是完全正确的，这种控制开关，不论是声控还是光控，从一开始在技术上就存在一些缺点，最终所产生的结果是不仅不省电，同时是非常耗电的，另外还存在许多的安全隐患。
（2）对灯具的分析。目前建筑公共照明所采用的灯具主要是低效的白炽灯和三基色图层的荧光灯具这两种。但是这两种灯都不适合用开关控制进行断续点亮，在频繁的开灯和关灯中更容易受到损坏。另外荧光灯也不能满足照明系统节能的需要。然后是对控制开关的分析。控制开关的控制电路都是直流供电，通常情况下电压为5V，电路功耗约为0.1W，所要消耗的电力是平时的四十倍。
要想使得建筑照明系统实现节能，并不是采取一般的节电方法就能解决。目前有许多节能减耗的方法，但都存在这样或是那样的缺点，反而容易造成更多的安全隐患，从而增加管理和维修成本。在建筑中安装照明系统是不可回避的发展趋势，因此，首先是要提高用户的节能省电的意识，其实是在设计建筑照明系统的过程中，注重对灯具、控制开关等一些设备的改善，减少电力的消耗。
4.2广泛推广光伏配电在建筑节能中的应用
要想实现建筑照明系统的节能，最重要的是应用光伏配电的节能照明系统。那么应当如何实现光伏配电在照明系统的节能呢？目前呢大多数人认为在白天避开用电高峰期能够减轻城市中心的供电负荷。但是大功率并网时必须改变供电线路，不能放在原有的线路上，使电线超负荷运载。
光伏配电在建筑节能中的应用，不仅实现了建筑公共照明系统的节能的要求，同时也具有实用性。光伏非逆变配电系统作为一个高效率的配电系统，比以前任何的配电系统都具有高效性和实用性，目前通过不断的实践和改进，已经初步实现了光伏配电在建筑照明系统中节省电力又使用的目标。目前在市场上出现的新型直流LED灯在建筑行业的照明系统中具有一定的优点，为公共照明增添了亮点，虽然价格稍微贵一些，但目前已经慢慢地被市场所接受。除此之外要声明一点，光伏配电技术在建筑节能的应用经过了多次实验，对该技术的开发和改造产生了巨大的成本，开发单位有权享有自主知识产权。
5光伏配电在建筑节能中应用的展望
能够实现建筑公共照明系统的节能和实用性，是一个复杂而又庞大的工程项目。在控制开关、光伏路灯、光伏电站、消防应急和LED灯具在光伏配电中应用都存在一定的难度，大多都与高压交流配电有关。交流配电在输变电方面具有明显的优点，但是对于光伏配电系统来说是具有一定难度的。但是目前现代电子技术都是建立在直流发电的基础上的。如果光伏配电采用的是直流供电，照明系统所需要的各种灯具都不用做任何的改进，不仅如此，还能够为整天电路节省10％的电力。直流供电具有一定的安全性能够保证电路的安全运行，同时直流供电能够减少逆变损耗，为LED等灯具的应用创造条件，另外也能够减少控制开关的能源消耗。由此可见，直流供电制度对建筑照明系统存在一定的优势。但是如何建立一个良好的直流供电系统还需要进一步进行研究和实践。
在光伏配电中加入直流光伏点，能够在一定程度上解决在点路上出现的问题，为其解决提供了技术性支持。光伏电力在建筑节能中应用主要存在三方面的障碍，分别为经济问题、并网问题和孤岛效应。同时呢非逆变比逆变的并网的造价低，效率高，能够明显的提高在建筑照明系统的经济性。因为现有的电路所采用的是交流配电制度，而对光伏配电的应用造成一定的电力损耗，就必须对电路进行调整。不进行并网就减少了与城市用电的矛盾，那么也不会产生孤岛效应。因此要想实现光伏电力在建筑节能中的应用，最根本的解决方法就是直流应用。在光伏配电中增加直流供电系统实际上是一个三元供电、二元负载的系统，光伏配电本身所采用的就是直流供电，增加直流供电系统能够在很大程度上减少了能源的消耗，降低用电量。同时直流供电系统的应用能够降低城市用电装置的功率，减少电路负荷。在经济上也具有实用性，不会对电网造成污染，能够降低电网的电力负荷，同时在应急照明系统中不会产生孤岛效应。
6结束语
随着经济的不断发展和技术的不断进步，光伏发电已经成为人类开发电力的主要方法之一。在建筑行业中传统的照明系统在很大程度上电力的消耗，能源利用效率低下，不仅没有实现建筑行业照明系统的亮度和质量，相反的却加大了对电力的消耗。而光伏配电在建筑照明系统中的应用，在很大程度上弥补了这一缺点。光伏发电不仅有效解决了消耗大的问题，同时也具有一定的经济性，也能够提高光伏配电在照明系统中的工作效率和质量，满足了建筑行业节能的要求，有效地降低了建筑物的能源消耗，同时也能够提高照明系统的亮度和建筑物的质量。
参考文献
[1]杜姜涛，郭帅，田兆鹏，刘贞，隋世伟，肖璜，王凯平，金玉.光伏发电技术在建筑供配电中的应用研究[J].玻璃，2016，43（02）：16~24.
[2]周民康.光伏配电在建筑节能中的应用[J].建筑节能，2010，38（07）：38~41.
[3]余斌.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析[J].住宅与房地产，2018（24）.
[4]申晓波.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析探讨[J].科技风，2016（16）.
[5]戴志民.建筑电气设备的电气节能设计研究[J].江西建材，2017（15）.
[6]马冰.建筑电气节能优化设计分析[J].建筑知识，2016（13）.
[7]冉鹏.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析[J].绿色环保建材，2018（07）.